汽轮机故障诊断技术的发展分析和研究

汽轮机故障诊断技术的发展分析和研究

姜子仪

（辽渔集团有限公司动力分公司辽宁省大连市116113）

摘要：目前，随着我国社会经济的快速发展，工业生产和科学技术水平也得到了很大程度的提高，我国的汽轮机也在发展中得到了完善，并被广泛的应用和推广。汽轮机在电力工业生产过程中，具有十分重要的意义，其凭借较高的性能，已成为电力生产中的主要设备，不过因该机械设备的结构较为复杂，运行条件也十分特殊，所以极容易导致汽轮机发生故障，从而造成严重危害。本文将深入分析汽轮机故障诊断技术的发展，并研究诊断中所存在的问题和未来的发展趋势等，供相关部门参考。

关键词：汽轮机；故障诊断；发展趋势

引言

自二十世纪以来，在我国工业生产的快速发展进程中，机械设备的安全性、可靠性等问题日益突出，这就促进了人们对机械设备故障机理和诊断技术的研究。汽轮发电机组是电力生产的重要设备，由于其设备结构的复杂性和运行环境的特殊性，汽轮发电机组的故障率较高，而且故障危害性也很大。因此，汽轮发电机组的故障诊断一直是故障诊断技术应用的一个重要方面。

一、汽轮机故障诊断技术的发展

1.信号的采集与分析

汽轮机的工作环境是比较复杂的，也很特殊，所以相应的要求汽轮机故障的诊断技术也要更加的完善，其中对汽轮机诊断系统中的传感器要求比较高。就现阶段的传感器性能的研究中，多数注重的是对传感器可靠性的提高和对新型传感器的开发上，也有对加强传感器诊断故障性能的研究，进而降低诊断失误和漏诊率，并采用信息进行诊断融合。单就现阶段的传感器故障诊断技术而言，在硬件的缺陷还是比较明显的，直接导致了在实际中的应用比较少。提高传感器信号可靠性和融合技术，使传感器在使用中可靠性更强。振动信号的分析和处理是信号的分析处理的主要内容，汽轮机故障诊断系统中主要采用快速傅里叶变换针对振动信号进行处理，快速傅里叶变换更加适用于平稳信号的情况下，所以适用性是比较强的。但在实际的生产操作中，大多数信号都是不太平稳的，非线性是一般的特点，这样的话就要提高信号分析的精确度，促进信号的分析和处理，采用图形进行辨识，提高分析的准确度。

2.故障的机理和诊断

故障的机理指的是对汽轮机故障进行分析时，明确故障的产生原因和本质，针对故障机理进行分析，能够很好的进行故障的了解，是汽轮机故障诊断技术的基础技术，所以对于故障机理进行分析时，应该对故障的规律、征兆以及类型进行全面的分析。对于汽轮机故障进行诊断时，主要采用对比以及统计和逻辑的诊断方式。诊断策略比较常用的是模糊诊断、模式识别、人工神经网络和专家系统。

二、汽轮机故障诊断中存在的问题

1.检测手段

汽轮机故障诊断技术中的许多数学方法，甚至专家系统中的一些推理算法都达到了很高的水平，而征兆的获取成为了一个瓶颈，其中最大的问题是检测手段不能满足诊断的需要，如运行中转子表面温度检测、叶片动应力检测、调节系统卡涩检测、内缸螺栓断裂检测等，都缺乏有效的手段。

2.材料性能

在寿命诊断中，对材料性能的了解非常重要，因为大多数寿命评价都是以材料的性能数据为基础的。但目前对于材料的性能，特别是对于汽轮机材料在复杂工作条件下的性能变化还缺乏了解。

3.复杂故障的机理

对故障机理的了解是准确诊断故障的前提。目前，对汽轮机的复杂故障，有些很难从理论上给出解释，对其机理的了解并不清楚，比如在非稳定热态下轴系的弯扭复合振动问题等，这将是阻碍汽轮机故障诊断技术发展的主要障碍之一。

4.人工智能应用

科学技术在不断进步，很多新型的汽轮机故障诊断技术应运而生，人工智能技术就是其中的一种，就其在现实中的应用效果而言，可行性还是比较高的。其对存在的问题能够很好的解决，但还是会有一些不可避免的问题存在，所以还要继续完善，在科学技术发展的不断推动下，需要加大对人工智能技术的研究力度，使其发展的更加完善，开创我国汽轮机故障诊断技术的人工智能化发展道路。

三、诊断技术应用推广面临的问题

我国汽轮机诊断技术在现有基础上，进一步推广应用面临的主要问题是研究开发机制和观念问题、诊断技术与生产管理的结合问题。机制和观念问题主要表现在:研究机构分散，不能形成规模化效应；重复性研究过多，造成人力、物力的浪费；技术研究转化为应用产品的少；系统研究连贯性差，因而系统升级困难；应用系统的维护与服务得不到保证等。诊断技术与生产管理结合不好，表现在各种技术的相互集成性不好，与生产管理相孤立，不能创造预期的效益，使电厂失去信心。

四、汽轮机故障诊断技术的发展趋势

近年来，我国一直致力于对汽轮机故障诊断技术的研究，其技术在一定程度上得到了提高，我国已经走上了高水平的汽轮机故障诊断技术的发展之路。文章在分析了汽轮机故障和故障诊断技术中存在的问题后，主要从以下几个方面对其进一步的研究，从而促进汽轮机故障诊断技术能够在更加持续、健康的道路上发展。第一，运用全面的检测技术来达到提高汽轮机故障的检测技术的目的。第二，加大故障机理的研究力度，明确的分析出故障机理，对故障的诊断和修复具有更为积极的意义。第三，综合诊断。汽轮机故障诊断,将从以振动诊断为主向考虑热影响诊断、性能诊断、逻辑顺序诊断、油液诊断、温度诊断等的综合诊断发展，更符合汽轮机的特点和实际。第四，诊断与仿真技术的结合。诊断与仿真技术的结合将主要表现在，通过故障仿真辨识汽轮机故障、通过系统仿真为诊断专家系统提供知识规则和学习样本、通过逻辑仿真对系统中部件故障进行诊断。第五，信息融合。汽轮机信息融合诊断将重点在征兆级和决策级展开研究，目的是要通过不同的信息源准确描述汽轮机的真实状态和整体状态。第七，从诊断向汽轮机设备现代化管理发展。研究的重点将集中在基于诊断技术的预知维修决策、维修管理、设备计算机化管理系统等方面，目的是针对汽轮机及其系统实施预知维修或基于状态的维修，获取最大的经济收益，这也将是推动电厂接受该汽轮机诊断系统的一个根本所在。

参考文献

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